矿井井底车场的水仓及清理斜巷设计.docx

矿井井底车场的水仓及清理斜巷设计1设计依据(1)核定矿井最大涌水量，包含充填水及其它用水量。(2)按煤矿安全规程规定初步估算水仓所需容量。(3)根据井底车场平面布置及纵面坡度设计(初步)，选择合适的水仓入口与清理斜巷位置。(4)井底车场内的岩性状况与地质构造情况。2设计要点(1)水仓入口位置确定是水仓设计中首要解决的问题。水仓布置一放与井底车场设计一并考虑,原则上水仓入口应设在井底车场标高最低点,但布置上常常不易实现，为了统筹运输线路坡度与流水沟坡度在施工上不发生困难，标高差不宜过大。因此，水沟坡度应尽量采用与线路坡度方向相同的坡度。图14所示为一部分矿井水仓入口位置。tlXZ-=石H()()(C)(d)图14水仓入口形式1一大巷联接巷道；2一绞车房；3一主水仓；4一副水仓(2)水仓入口设于井底车场内标高最低处，使水沟与井巷施工方便。但清理水仓的车箱与运输车辆易相互干扰。此种设置方法多数是因井底车场内的淋水与积水较多,利用水沟排出积水使车场正常作业，有利于车场内车辆往返和调度。(3)水仓入口位于井底车场宜列车入场处附近。此时井底车场内的淋水与积水可设反向水沟坡，成在井底车场最低标高处打泄水钻孑US入水仓或吸水小井。此方法适宜在井底车场内淋水小，车场线路结构紧凑时采用。水仓入口可布置在石门或运输大巷车场的进口处附近。当水仓入口设于石门进口附近，则可将两组水仓入口合并为一个入口，如图14中、c、d、e、f、g水仓入口可以分别设于运输大巷两翼进口处以截流两翼来水。如图hf假定右翼水仓入口处标高低于左翼水仓入口标高时，则右翼水仓清理时，右翼运输大巷的水要经过一段反坡才能进入左翼水仓。这时井底车场本身的水流入水仓的办法有二，其一，车场的标高最低点距入口不远时，可用反坡水池其二、打泄水孑Liffl向水仓。3水仓容量与数量水仓容量是按矿井正常涌水量计算的。煤矿安全规程规定，当矿井正常涌水量在IooOm3/h及其以下时，主要水仓有效容量能容纳8h的正常涌水量。若正常涌水量大于1000m/h,水仓有效容量按下式计算：V=2(2+3000)(5-17)式中V泵房碉室宽度，m3；Qx一矿井正常捅水量，m3ho设计中还应遵循煤矿安全规程的规定：主要水仓的有效容量不得小于4h的矿井正常涌水量。矿井主要水仓必须合主仓与副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。当涌水量较大，两条水仓长度过长，清理及通风工作困难，或水仓在井底车场布置上有困难时，才设立多条水仓。4水仓设计应注意的问题(1)主、副水仓的相对位置及与其它联系巷道的关系主、副水仓宜布置在稳定的岩层中，根据岩层的坚固性以及施工方便，主、副水仓之距离一段取1520mo在设计时还应注意与其他洞室或巷道之间的关系，以方便水仓的布置。例如，水仓内的最高水位必须低于水泵房地坪12m。；水仓顶必须低于附近巷道最低点的水沟底。(2)水仓断面的有效利用设计者应当明确由于水仓设计成反坡，淤泥易沉淀堵塞水仓，以及配水仓处水闸阀位置偏离等原因，水仓断面的有效利用率下降，水仓的实际储存容量偏小，尤其当水仓长度越长时，问题越严重。所以，在生产中定期清除堵塞淤泥是确保水仓容量的重要措施。(3)清理绞车碉室位置选择清理绞车洞室均设于水仓入口处，一般布置上有跨越运输巷与不跨越运输巷两种形式。为不妨碍运输巷道内的运输与行人，若清理绞车碉室不受布置限制时，尽量不采用跨越运输巷的形式。5首先依据矿井涌水量对水仓断面、长度进行初算,然后结合井底车场平面布置主、副水仓。在平面布置过程中，再调整水仓断面、主副水仓长度和水仓条数。其目的是保证满足矿井涌水量的同时，平面布置上应做到合理，在基本达到满足与合理之后，再着手进行长度与高差的闭合计算，最终审核水仓断面与水仓长度。例如，某矿正常总涌水量200m?/h,要求设计水仓。根据前述可知，本矿正常涌水量小于IooOm3/h,水仓容量应按8h正常涌水量计算，BP200×8=1600m3<>初步假定设主、副水仓，每条水仓承担一半涌水量，则16002=800m3,或用净断面8.8n?的半圆拱形断面，那么一条水仓长度800×8.8=91m。通过上述估算，结合井底车场平面布置，寻找水仓位置的可能性和合理性。设计时主、副水仓并不要求等长，但应相近，以满足使用与清理要求。另外也可用调整断面大小来调整水仓长度，也可增加水仓总条数，以保证平面布置的合理性及使用上的方便。水仓断面形状根据岩层层位，使用年限等因素可采用梯形或半圆拱，一般用料石或混凝土砌硝，或用混凝土支架支护，当采用混凝土支架支护时，水仓与配水仓（吸水井）以及主、副水仓的连接处要用混凝凝土封闭岩体35m。考虑到支架间隙亦可贮水，故水仓净面积应乘以1.2的系数。为使淤泥易于沉淀和情理，水仓向配水仓方向设立反坡，其坡度常为12,在水仓最低点即清理斜巷底部附近应设积水窝，在清理水仓时能将积水排出，以方便清理工作。6水仓清理斜巷设计事项水仓一般26个月清理一次。目前中、小型矿井多采用人工清理，矿车装载，绞车提升的方式，清理工作十分繁重，效率低，应当逐步采用机械清理或水力清理。（1）清理余斗巷设计要求跳满淤泥的重矿车在斜巷段运行时应不至于泼撤，因此，斜巷倾角0>20°。保证水仓最高水位低于水泵房地坪12m以及水仓顶必须低于附近巷道最低点的水沟底。（2）设计条件清理斜巷倾角,可按选用=20°,经计算后可适当调整。水仓底板坡度i=l2%0。竖曲线半径R=912m。水仓起点与终点的标高差H必须事前计算。方法是：根据井底车场运行线路坡度图确定起点水平标高和水仓与配水仓连接处的标高，即终点水平标高设计规定配水仓底板标高应高于吸水井底板标高1.5m以上,从而求出起点标高与终点标高之差则清理斜巷的斜长：式中L含直线段与曲线段之和的全长，m；Lq直线段斜长，m,r=ILLfL-2Rtan-：Sina2H起点水平标高与终点水平标高差，m；Hl因水仓底板坡度引起的最大标高差，m；R竖曲线半径，m；斜巷倾角，(o)o清理绞车房碉室时，装满淤泥的矿车，用单钩单车的方式提到运输巷标高水平。由于绞车负荷不大，绞车可以不设混凝土基础，而用膨胀地锚，或设底架或订“霸王桩”等方式固定。通常绞车在清理水仓时临时装备。雨室尺寸一般为长2.53.0m,宽2.22.7m,高2.02.2m07沉淀池设计当矿井水中含泥砂量大，若大量淤泥直接进入水仓使清理水仓工作频繁，水泵磨损严重，可以在水仓入口前或采区下部或运输大巷适当地点设立沉淀池，常用沉淀池形式如图15所示。图15常见沉淀池形式1沉淀池；2一挡墙；3插板门沉淀池设计应注意以下问题,颗粒是在沉淀池流动过程中逐步沉淀，为使0.1mm以上的颗粒容易沉淀，其流动速度应限制在100mm/s以下。降低污水流速的方法是设立挡墙或隔板，以增加污水流动阻力和增长污水流动距离，达到沉淀目的。例如，图15(Q)沉淀池长度布置受限制，以增加隔培数加快沉淀；图15(b)污泥不严重时采用；图15QC)双沉淀池，可容较多的污水。挡墙或挡板的设立形式，应当考虑到沉淀池清理工艺的方便，加速污物、淤泥沉淀的方法，除在沉淀池结构上加设挡墙、隔板外，还可撒适量的石灰以加速沉淀，效果良好。